离子色谱法测定饮用水方法研究

费腾

摘 要：本文探讨了基于例子色谱法进行饮用水阴离子测定的方法，Dionex ICS-1500 型离子色谱仪，ChromeIeon6.5色谱工作站，arnstead 超纯水系统，对十种阴离子进行了色谱分析，结果表明，该方法定性分析准确，定量分析检测限低，灵敏度高，加标回收能达到98%～101%，且各种被测离子之间无相互干扰。同时，该方法能够满足水厂深度处理工艺中臭氧、二氧化氯消毒副产物检测的需要，为饮用水的水质提高，生产工艺的技术改造提供指导。

关键词：离子色谱法，阴离子，定量，干扰

中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

研究表明，在使用氯气消毒饮用水的过程中可能会产生致癌的副产物如三氯甲烷。而二氧化氯和臭氧在消毒过程中也会产生少量对人体健康不利的副产物，如溴酸盐、亚氯酸盐和氯酸盐等。其中溴酸盐是饮用水中臭氧消毒的副产物，已被世界卫生组织和美国EPA 列为潜在的致癌物。世界卫生组织建议饮用水中溴酸盐的含量应控制在25μg / L以下，美国EPA 规定用臭氧处理的饮用水中溴酸盐应小于10μg / L。

本方法采用高容量分析柱IonPac AS9-HC，在参照EPA 方法300.1 的基础上进行了改进，不仅可以检测较高浓度的常规阴离子，而且可同时直接检测低至μg / L 级的BrO3-等离子。

1 试验部分

1.1 仪器和试剂

Dionex ICS-1500 型离子色谱仪，ChromeIeon6.5色谱工作站，arnstead 超纯水系统。F- ，Cl- ，NO2-，Br- ，NO3-，SO42-，H2PO4-标准溶液（购自国家标准物质研究中心，浓度为1000 mg/L ）；NaClO2，NaClO3，NaBrO3 （购自美国Sigma 及ChemService 公司，标准储备液配制浓度为1000 mg / L）。其他试剂（Na2CO3，NaOH，H2SO4）为国产优级纯，所用溶液均用电阻为18.3 MΩ超纯水配制。过滤膜为Autoscience（天津）0.45μm 水系膜。

1.2 色谱条件

Dionex IonPac AG9HC 阴离子保护柱（50mm*4mmi.d.），IonPac AG9HC 阴离子分离柱（250mm*4 mmi.d.），流动相为7.2 mmol / L Na2CO3 + 2mmol / L NaOH，流速l.0 mL/ min；ASRS-Ultra（4mm）型阴离子抑制器，外加酸模式，外加酸为25mmol/ L H2SO4，流速4.0mL/ min。进样量为l00μL，柱温为35 C，电导检测，电导池温度为35 ℃，以峰高定量。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的选择

选择淋洗液是离子色谱分析中重要的步骤，根据试验选择Na2CO3 + NaOH 为淋洗液，经过多次不同配比的试验，最后确定当7.2 mmol/L Na2CO3+2mmol/L NaOH 为淋洗液浓度时，分离效果最佳。

分析低浓度样品时，可选择较低的淋洗液流速，以提高检测的灵敏度，淋洗液流速增加，检测灵敏度会有不同程度的降低。如果流速增加，保留时间虽然缩短了，但分离效果不好。本试验选用lmL/min 淋洗液流速，可将上述不同浓度的l0 种阴离子分辨开。

2.2 标准曲线

根据饮用水中各种阴离子的浓度不同，配制l0种阴离子的混合标准溶液稀释一个浓度系列。

2.3 精密度、准确度、检出限

采用标准加入法测定方法回收率，并用直接进样法测定各种离子的检测限，其结果见表1。从表1 可看出，l0 种被测物的回收率均较高，相对标准偏差较低，说明该方法具有较高的精密度和准确度；同时测得各种离子的检测限较低，说明在直接进样条件下，各种离子的测定浓度较低。

表1 10 种被测物的加标回收率（n = 7）

2.4 干扰及其消除

由于本试验的目的是研究经氯和臭氧消毒后出厂水中无机消毒副产物及水中阴离子的检测方法，在所选择的条件下，各被测离子之间不发生干扰，虽然ClO2-，BrO3-，Cl- 的保留时间很接近，且饮用水中Cl- 含量较高，但BrO3-在ClO2-和Cl- 中间出峰，故不影响BrO3-的定量。

2.5 样品定量分析

所测水样取自加氯和臭氧消毒后的自来水。由色谱图可见，水中除了常规的F-（0.21 mg / L），Cl-（8.7 mg / L），NO2-（0.02 mg / L），NO3-（1.48 mg / L），SO42-（7.96mg/L）等离子外，还有臭氧消毒产生的消毒副产物BrO3-（0.02 mg / L）。另外，根据自来水中各种阴离子的浓度不同，在自来水样中加入10 种阴离子制得模拟水样。直接进样，测得各种离子的浓度为F- = 1.81 mg / L，ClO2- = 1.23 mg / L，BrO3- = 0.02 mg / L，Cl- =26.69 mg / L，NO2- = 0.20 mg / L，Br- = 0.02 mg / L，ClO3- = 0.03 mg / L，NO3- = 44.89 mg / L，SO42- =43.19 mg / L，H2PO4- = 0.29 mg / L。测定结果色谱见图1。由图1可见高、低浓度的离子之间分离较好，无相互干扰。

图1 自来水加标后模拟水样色谱图

3 结语

建立了利用离子色谱直接进样同时测定饮用水中10 种阴离子的方法，该方法定性分析准确，定量分析检测限低，灵敏度高，加标回收能达到98%～101%，且各种被测离子之间无相互干扰。同时，该方法能够满足水厂深度处理工艺中臭氧、二氧化氯消毒副产物检测的需要，为饮用水的水质提高，生产工艺的技术改造提供指导。

参考文献

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